周長吉（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125）

馬鈴薯既是蔬菜，又是主糧，是人們生活中不可或缺的食物原料。馬鈴薯富有營養(yǎng)，所含維生素是胡蘿卜的2倍、大白菜的3倍、西紅柿的4倍，VC含量更是蔬菜之最。馬鈴薯營養(yǎng)成分全面，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)比較合理，含有豐富的碳水化合物和大量優(yōu)質(zhì)的膳食纖維素，配合全脂牛奶（彌補(bǔ)馬鈴薯營養(yǎng)成分中偏低的蛋白質(zhì)、鈣和VA），可完全滿足人類生命和健康的需要，被稱為人類“十全十美的食物”。

馬鈴薯在世界各地都有種植，是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要種植作物?！笆濉币詠?，中國推行馬鈴薯主糧化政策，各地高度重視馬鈴薯的種植，也產(chǎn)生了多個(gè)具有規(guī)模效應(yīng)的“薯都”“薯鄉(xiāng)”和“馬鈴薯地理標(biāo)志”，為中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的帶動(dòng)作用。

伴隨著全國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，各地對馬鈴薯種薯的需求也與日俱增。馬鈴薯種薯包括原原種、原種、原種一代和原種二代，其擴(kuò)繁的方法包括塊莖無性繁殖和子球播種繁殖兩種方法。塊莖無性繁殖由于切口容易傳染病毒，引發(fā)環(huán)腐病等，現(xiàn)代的馬鈴薯種薯繁育大都選用直徑3～3.5 cm的健康種薯進(jìn)行整薯播種生產(chǎn)。繁育的場所有露地大田，但更多的還是采用保護(hù)地設(shè)施。

馬鈴薯性喜冷涼，是典型的低溫作物。其地下薯塊形成和生長需要疏松透氣、涼爽濕潤的土壤環(huán)境。塊莖生長的適溫是16～18℃，當(dāng)?shù)販馗哂?5℃時(shí)，塊莖停止生長；莖葉生長的適溫是15～25℃，超過39℃停止生長。

定西市位于甘肅省中部的黃土高原，海拔高度在2000 m左右，氣候冷涼、空氣干燥、陽光充足，夏季氣溫不超過30℃，非常適合馬鈴薯的種植和繁育，全市馬鈴薯種植面積在2500萬畝（1667500 hm2）左右，是中國重要的馬鈴薯育種基地，也是中國特產(chǎn)之鄉(xiāng)組委會審定命名的“中國馬鈴薯之鄉(xiāng)”。

2020年9月3～5日在做《甘肅省定西市安定區(qū)關(guān)川流域現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的現(xiàn)場考察中，筆者系統(tǒng)地考察和學(xué)習(xí)了甘肅定西在馬鈴薯種薯繁育中使用的各類設(shè)施及配套裝備。作為考察的總結(jié)，介紹給廣大的讀者，供大家學(xué)習(xí)和參考。

露地大田繁育

馬鈴薯種薯在露地大田繁育的方法從形式上與商品薯種植方法相同（圖1），但為保證種薯繁育的安全性，除了鋪設(shè)地膜保墑外，灌溉和施肥是不可或缺的保障條件。在考察中發(fā)現(xiàn)，這里對馬鈴薯種薯繁育基地的灌溉施肥設(shè)施不僅做到了“有”，而且做到了“優(yōu)”。所謂“有”，就是基地配套了從水源到田間供水完整的供水系統(tǒng)（圖2）；所謂“優(yōu)”，一是供水首部都配置了備用管路和設(shè)備，在一條線發(fā)生故障后備用管路可保證不間斷的灌溉供水（圖2a中的水源供水管是三備一，圖2b中的過濾和施肥系統(tǒng)是二備一）；二是灌溉系統(tǒng)配套了水肥一體化設(shè)備（圖2b），在灌溉的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)供肥，不僅節(jié)約了施肥的勞動(dòng)成本，提高了施肥的均勻性和有效性，還通過測土配方實(shí)現(xiàn)了施肥的精準(zhǔn)性，從而有效節(jié)約了施肥成本，實(shí)現(xiàn)了“節(jié)水節(jié)肥”的“雙節(jié)”目標(biāo)；三是田間灌溉的輸水管網(wǎng)全部采用管道輸水，主管和支管采用地埋方式鋪設(shè)，田間毛管則采用了微噴軟管，前者有效解決了輸水滲漏或蒸發(fā)的問題，后者則將灌溉水精準(zhǔn)輸送到馬鈴薯種植壟，使灌溉用水的有效利用率得到顯著提升。這種灌溉系統(tǒng)的輸配送管網(wǎng)系統(tǒng)非常適合于如定西這種水資源不豐富的干旱地區(qū)。

圖1 馬鈴薯種薯大田繁育

圖2 馬鈴薯種薯大田繁育配套灌溉與水肥一體化設(shè)備

塑料大棚繁育

塑料大棚建設(shè)投資成本低，與露地大田繁育相比可提早和延后種植時(shí)間1個(gè)月以上，既可以單獨(dú)進(jìn)行馬鈴薯種薯繁育，也可以與露地大田結(jié)合進(jìn)行馬鈴薯繁育。

塑料大棚是設(shè)施種植中應(yīng)用最廣泛的設(shè)施，也是標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的設(shè)施，雖然各地對塑料大棚在結(jié)構(gòu)用材上有所改進(jìn)，但大棚的跨度、脊高等主體結(jié)構(gòu)參數(shù)基本都在定型尺寸范圍內(nèi)，一般大棚的跨度在8～10 m，脊高3～3.5 m。由于馬鈴薯種植的株高低矮，所以大棚可采用落地拱或肩高較低（1.0 m以下）的帶肩拱（圖3a）。

塑料大棚在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行馬鈴薯繁育的種植季節(jié)為從春季到秋季，冬季休閑，由此，塑料大棚不配套加溫系統(tǒng)，其環(huán)境控制設(shè)備主要為側(cè)墻卷膜通風(fēng)的自然通風(fēng)系統(tǒng)（圖3b），有條件的可以選配電動(dòng)卷膜器，根據(jù)室內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，經(jīng)濟(jì)條件差時(shí)也可選配手動(dòng)卷膜系統(tǒng)，人工控制卷膜器的啟閉。為避免夏季過強(qiáng)陽光，可在大棚外表面覆蓋遮陽網(wǎng)，采用與側(cè)墻卷膜通風(fēng)相同的手動(dòng)或電動(dòng)卷膜器控制遮陽網(wǎng)的啟閉，條件不具備的地區(qū)也可以采用人工手動(dòng)拉拽的方式控制遮陽網(wǎng)的啟閉。

灌溉系統(tǒng)是大棚馬鈴薯種薯繁育必不可少的配套設(shè)備。按照常規(guī)育苗的要求，灌溉設(shè)備基本都是以噴灌為主。在參觀考察中看到的灌溉系統(tǒng)是從大棚山墻處引出支管，沿大棚山墻引到噴灌線高度后將其分為2條噴灌線，噴灌線沿大棚長度方向通長布置（圖3c）。從噴灌線上間隔引出噴頭毛管，末端安裝噴頭，即可實(shí)現(xiàn)吊掛式噴灌。

圖3 大棚及其配套設(shè)施

對灌溉的水源，考察發(fā)現(xiàn)這里采用了與馬鈴薯繁育相同結(jié)構(gòu)的塑料大棚做田間儲水和泵房的做法（圖4）。在大棚內(nèi)挖池用土工布防水即形成儲水水池（圖4a），過濾器、加壓水泵以及水肥一體化設(shè)備等灌溉首部設(shè)備均集中布置在大棚內(nèi)山墻一端（圖4b），主管將灌溉水輸送到每個(gè)大棚后再用支管連接到大棚噴灌系統(tǒng)。每個(gè)大棚的支管上安裝旁通和過濾器（圖4c），在保證供水安全的條件下進(jìn)一步提升供水水質(zhì)，并確保灌溉水不堵塞噴頭。

圖4 塑料大棚馬鈴薯種薯繁育的水源系統(tǒng)

為了保證大棚內(nèi)相對恒定的溫度，水源大棚采用了固定式外保溫的方式（圖4a）。這種做法有效阻擋了室外自然光的進(jìn)入，從而避免了大棚內(nèi)儲水在光照作用下可能形成藻類的問題，也降低了后續(xù)過濾系統(tǒng)的動(dòng)力負(fù)荷、減少了清洗恢復(fù)過濾系統(tǒng)的頻次，更降低了噴頭堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

這種用塑料大棚替代磚混結(jié)構(gòu)水泵房（圖2）的做法有效解決了田間工程破壞耕地的問題，也有效破解了田間工程建設(shè)需要建設(shè)用地的限制。設(shè)施的建設(shè)成本低，未來耕地恢復(fù)的難度小，是一種值得學(xué)習(xí)和推薦的建設(shè)方案。

大棚內(nèi)的種植方式全部為基質(zhì)栽培，基質(zhì)以草炭為主，通氣性和保水性兼顧，基質(zhì)的深度在10 cm左右。盛裝基質(zhì)的容器有兩種方式：一種是用基質(zhì)盤盛裝基質(zhì)后平鋪在大棚地面上（圖5a）；另一種是在大棚地面上搭建固定栽培床（圖5b）。前者布置靈活、地面利用率高、成本低，但管理作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度大；后者地面利用率較低但標(biāo)準(zhǔn)化程度高。

圖5 塑料大棚種植方式

不論是基質(zhì)盤種植還是栽培床種植，種植床都可以直接鋪設(shè)在地面上，也可以架空地面設(shè)置，后者種植床不受地面溫度的影響，而且基質(zhì)的瀝水性更好，在條件允許的情況下，可盡量將種植床架離地面。

連棟塑料薄膜溫室繁育

連棟塑料薄膜溫室較塑料大棚土地利用率更高、環(huán)境調(diào)控能力更強(qiáng)、室內(nèi)作業(yè)空間更大、生產(chǎn)的技術(shù)水平也更高。

用連棟塑料薄膜溫室繁育馬鈴薯種薯，在設(shè)施溫度控制上分別采用了室外遮陽系統(tǒng)、側(cè)墻卷膜通風(fēng)系統(tǒng)、屋面卷膜通風(fēng)系統(tǒng)等自然通風(fēng)降溫系統(tǒng)（圖6）和濕簾風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)（圖7）。外遮陽系統(tǒng)除了具有遮陽降溫作用外，在馬鈴薯種薯生產(chǎn)中主要起降低室內(nèi)光照強(qiáng)度的作用。濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)則可以滿足夏季高溫期間的降溫需求。側(cè)墻和屋面的卷膜自然通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行成本低、設(shè)備投資省，是一種廉價(jià)而高效的通風(fēng)降溫系統(tǒng)。聯(lián)合配套這些設(shè)備，可根據(jù)室內(nèi)外氣溫的變化靈活啟動(dòng)不同的設(shè)備，在保證種植作物需要的溫光條件下實(shí)現(xiàn)溫室的最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從環(huán)境控制的水平來看，全部設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。

圖6 連棟塑料薄膜溫室配備的自然通風(fēng)與外遮陽系統(tǒng)

圖7 連棟塑料薄膜溫室配備的濕簾風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)

在溫室的種植設(shè)備配置上，沿用了塑料大棚的噴灌系統(tǒng)（圖8a、圖8b），但同時(shí)又采用了活動(dòng)苗床（圖8c）。與塑料大棚用的地面栽培床相比，活動(dòng)苗床的地面利用率更高，而且隨著活動(dòng)苗床床面的提高，也更便于操作人員作業(yè)，從而也大大減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。活動(dòng)苗床除了進(jìn)行馬鈴薯種薯繁育外，還可以用于蔬菜、花卉育苗，也可以用作盆栽作物的種植，更拓展了溫室的用途，為溫室企業(yè)未來的改行轉(zhuǎn)型或非馬鈴薯種薯繁育季節(jié)的擴(kuò)大再生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)條件。

圖8 連棟溫室繁育馬鈴薯的苗床與灌溉系統(tǒng)

日光溫室繁育

日光溫室以其經(jīng)濟(jì)、高效和節(jié)能的性能已成為中國北方地區(qū)應(yīng)用和推廣面積最大的一種種植生產(chǎn)設(shè)施，尤其在蔬菜的越冬生產(chǎn)中更是無可替代。在補(bǔ)充供熱的條件下，日光溫室也廣泛應(yīng)用在蔬菜和花卉育苗中（在一些冬季溫度相對溫暖的北方地區(qū)，日光溫室不配采暖系統(tǒng)也能安全進(jìn)行育苗生產(chǎn)）。

在定西的馬鈴薯種薯繁育中筆者也看到了日光溫室的身影（圖9）。其種植模式保留了塑料大棚和連棟塑料薄膜溫室中馬鈴薯種薯繁育的基本模式：一是采用噴灌進(jìn)行灌溉；二是采用草炭作為栽培基質(zhì)；三是采用栽培床進(jìn)行栽培。但在日光溫室中的栽培床做成了固定式半高架床，雖不及連棟塑料薄膜溫室中活動(dòng)苗床那樣高的地面利用率，但卻借鑒了其栽培床架離地面的安裝形式，較塑料大棚內(nèi)地面栽培床更方便作業(yè)。

圖9 日光溫室繁育馬鈴薯種薯

對日光溫室的結(jié)構(gòu)選型，早期的結(jié)構(gòu)采用了土墻結(jié)構(gòu)（圖10a），后屋面采用彩鋼板保溫。從運(yùn)行看，后墻結(jié)構(gòu)不結(jié)實(shí)、侵蝕嚴(yán)重（圖10b）。最新的建設(shè)采用完全組裝的輕型結(jié)構(gòu)（圖10c），骨架采用橢圓管單管結(jié)構(gòu)，后墻和后屋面圍護(hù)采用柔性保溫材料。這種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)牢固（采用條形基礎(chǔ)），拱架工廠化生產(chǎn)，所有金屬構(gòu)件表面熱浸鍍鋅，構(gòu)件連接采用裝配結(jié)構(gòu)，完全避免了現(xiàn)場焊接作業(yè)，不僅加快了溫室施工安裝的速度，也完全避免了由于焊接而對金屬構(gòu)件表面鍍鋅層的破壞。單管骨架遮光少，室內(nèi)光照更加均勻。溫室冬季生產(chǎn)安裝室外保溫被保溫，可實(shí)現(xiàn)安全越冬生產(chǎn)（在冬季室外溫度較低的地區(qū)可適當(dāng)補(bǔ)充加溫）；夏季生產(chǎn)安裝遮陽網(wǎng)遮陽降溫，結(jié)合前屋面和屋脊通風(fēng)可實(shí)現(xiàn)安全越夏生產(chǎn)。因此，采用日光溫室進(jìn)行馬鈴薯種薯的繁育可實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)，其生產(chǎn)的時(shí)節(jié)比塑料大棚和連棟塑料薄膜溫室顯著增加，完全避免了設(shè)施生產(chǎn)的冬閑。在種薯繁育中，尤其是原種代擴(kuò)繁中，采用日光溫室周年生產(chǎn)能夠顯著提高擴(kuò)繁的效率。

圖10 馬鈴薯種薯繁育用日光溫室